JP7182052B2 - 太陽電池の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池の製造方法に関する。
最近、石油や石炭のような従来のエネルギー資源の枯渇が予測されながら、これらを代える代替エネルギーに対する関心が高まり、これに伴い太陽エネルギーから電気エネルギーを生産する太陽電池が注目しつつある。
一般的な太陽電池は、p型とn型のように、互いに異なる導電性タイプ(conductive type)によりp-n接合を形成する半導体部、そして互いに異なる導電性タイプの半導体部に各々接続した電極を具備する。
このような太陽電池に光が入射されると、半導体部で複数の電子-正孔対が生成され、生成された電子-正孔対は、電荷である電子と正孔にそれぞれ分離されて、電子はn型の半導体部側に移動し、正孔はp型の半導体部側に移動する。移動した電子と正孔は、各々n型の半導体部とp型の半導体部に接続した互いに異なる電極により収集され、この電極を電線で接続することによって電力を得る。
このような太陽電池は、複数の太陽電池がインターコネクターにより互いに接続されて、モジュールとして形成されることができる。
一方、従来の太陽電池のうち、半導体基板の一面に非晶質シリコンまたは多結晶シリコンを蒸着して形成される太陽電池の場合、シリコンを半導体基板の一面に蒸着する時間が相対的に長いから、太陽電池の生産量の増加に障害物になった。
一例として、以下の特許文献1(米国特許第5786027号)及び特許文献2(米国特許第8242354号)の場合、半導体基板の表面にポリシリコンを蒸着させて、導電型領域を形成する技術が公開された。
しかしながら、このような従来の技術は、半導体基板の表面にシリコンを蒸着するとき、半導体基板の各々に対して表面全体をシリコン蒸着することで、シリコンを蒸着するステップが半導体基板の各々に対して個別的に行われて、太陽電池の工程時間を短縮するのに限界があった。
米国特許第5786027号 米国特許第8242354号
本発明は、半導体基板の表面にシリコンを蒸着するシリコン蒸着ステップの工程時間を短縮させて、太陽電池の生産量を増加させることができる太陽電池の製造方法を提供するのにその目的がある。
本発明の一例による太陽電池の製造方法は、2枚の半導体基板の前面を互いに重ねる重なりステップと、2枚の半導体基板が互いに重なった状態で前面の反対面である後面に同時に保護膜を形成する保護膜形成ステップと、2枚の半導体基板が互いに重なった状態で半導体基板の後面に形成された保護膜上に同時に半導体層を蒸着させる半導体層の蒸着ステップと、互いに重なった2枚の半導体基板を分離する分離ステップと、エッチング防止膜形成ステップ以後、半導体基板の前面をテクスチャリング(texturing)する前面テクスチャリングステップとを含む。
ここで、重なりステップにおいて、2枚の半導体基板は、前面が互いに接するように一つのスロットに重なった状態で前記保護膜及び前記半導体層を蒸着させる蒸着装置内に進むことができる。
なお、保護膜形成ステップ及び半導体層の蒸着ステップは、低圧化学気相蒸着装置(LPCVD)により行われることができる。
また、前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、真性非晶質シリコン層、真性ポリシリコン層、不純物の含まれた非晶質シリコン層または不純物の含まれたポリシリコン層のうち、少なくとも一つでありうる。
なお、半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層の厚さは、250nm~450nmの範囲でありうる。
また、半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される半導体層は、半導体基板の後面と共に2枚の半導体基板が互いに重なった前面のエッジ領域まで蒸着されることができる。
また、分離ステップにおいて、一つのスロットに重なって配置された2枚の半導体基板は、各々バラで分離されることができる。
また、前面テクスチャリングステップにおいて、半導体基板の前面は、反応性イオンエッチング法(RIE)またはウェットエッチング法のうち、いずれか一つの方法によりテクスチャリングされることができる。
このような前面テクスチャリングステップにより半導体基板の前面にエッジ領域に形成された半導体層が除去されることができる。
このとき、前面テクスチャリングステップにおいて、半導体基板の前面がエッチングされる深さは、100nm~5μmの範囲でありうる。
一例として、半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される半導体層は、真性非晶質半導体層または真性ポリ半導体層のうち、少なくとも一つでありうる。
なお、太陽電池の製造方法は、分離ステップと前面テクスチャリングステップとの間に、半導体基板の後面領域に位置する半導体層のうち、一部領域を熱処理して、不純物を含有する第1導電型領域を形成する第1熱処理ステップと、前面テクスチャリングステップ以後、半導体基板の前面全体領域と半導体基板の後面に形成された半導体層のうち、一部領域を除いた残りの領域に第1導電型領域に含まれた不純物と反対である不純物を含有する第2導電型領域を熱処理して形成する第2熱処理ステップと、半導体基板の後面に形成された第1導電型領域に第1電極を形成し、第2導電型領域に第2電極を形成する電極形成ステップとをさらに含むことができる。
また、第2熱処理ステップ以後、半導体基板の前面及び後面にパッシべーション層を形成するパッシべーション層形成ステップをより含むことができる。
このような第1熱処理ステップにおいて、半導体層の一部領域をレーザで熱処理して、半導体層の一部領域を第1導電型領域として形成できる。
また、半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される半導体層は、不純物の含まれた非晶質半導体層または不純物の含まれたポリ半導体層のうち、少なくとも一つで形成されて、半導体層の蒸着ステップにより半導体基板の後面には第2導電型領域が形成されることができる。
このような場合、太陽電池の製造方法は、前面テクスチャリングステップ以後、半導体基板の前面に半導体層に含まれた不純物と反対である不純物を拡散して、第1導電型領域を形成する熱処理ステップと、半導体基板の前面に形成された第1導電型領域に第1電極を形成し、半導体基板の後面に形成された第2導電型領域に第2電極を形成する電極形成ステップとをさらに含むことができる。
〔本発明の一態様〕
本発明の一態様は以下の通りである。
〔1〕 太陽電池の製造方法であって、
2枚の半導体基板の前面を互いに重ねる重ねステップ(重なりステップ)と、
前記2枚の半導体基板が互いに重なった状態で前記半導体基板の後面に同時に半導体層を蒸着させる半導体層の蒸着ステップと、
前記互いに重なった2枚の半導体基板を分離する分離ステップと、
前記エッチング防止膜形成ステップ以後、前記半導体基板の前面をテクスチャリング(texturing)する前面テクスチャリングステップとを含んでなる、太陽電池の製造方法。
〔2〕 前記重ねステップと前記半導体層の蒸着ステップとの間において、前記2枚の半導体基板が互いに重なった状態で前記前面の反対面である後面に同時に保護膜を形成する保護膜形成ステップをさらに含んでなり、
前記半導体層の蒸着ステップにおいて、前記半導体層は、前記互いに重なった2枚の半導体基板の後面に形成された前記保護膜上に同時に蒸着させるものである、〔1〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔3〕 前記重ねステップにおいて、前記2枚の半導体基板は、前面が互いに接するように一つのスロットに重なった状態で前記保護膜及び前記半導体層を蒸着させる蒸着装置内に進んでなるものであり、
前記半導体層の蒸着ステップは、低圧化学気相蒸着装置(LPCVD)により行われる、〔1〕又は〔2〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔4〕 前記分離ステップにおいて、前記一つのスロットに重なって配置された前記2枚の半導体基板は、各々それぞれに分離される、〔3〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔5〕 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、真性非晶質シリコン層、真性ポリシリコン層、不純物を含有した晶質シリコン層及び不純物を含有したポリシリコン層からなる群から選択される一又は二以上の層である、〔1〕~〔4〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔6〕 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層の厚さは、250nm~450nmの範囲である、〔1〕~〔5〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔7〕 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、前記半導体基板の後面と共に前記2枚の半導体基板が互いに重なった前面のエッジ領域まで蒸着される、〔1〕~〔6〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔8〕 前記前面テクスチャリングステップにおいて、前記半導体基板の前面は、反応性イオンエッチング法(RIE)又はウェットエッチング法のうち、いずれか一つの方法によりテクスチャリングされ、
前記前面テクスチャリングステップにより、前記半導体基板の前面にエッジ領域に形成された前記半導体層が除去され、
前記前面テクスチャリングステップにおいて、前記半導体基板の前面がエッチングされる深さは、100nm~5μmの範囲である、〔1〕~〔7〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔9〕 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、不純物を含有した第1導電型領域又は前記第1導電型領域の不純物と異なる不純物を含有した第2導電型領域として形成されてなる、〔1〕~〔8〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔10〕 前記分離ステップと前記前面テクスチャリングステップとの間において、前記半導体基板の後面領域に位置する前記半導体層のうち一部領域を熱処理して、前記第1導電型領域を形成する第1熱処理ステップと、
前記前面テクスチャリングステップ以後、前記半導体基板の前面全体領域と前記半導体基板の後面に形成された前記半導体層のうち、前記一部領域を除いた残部領域に前記第2導電型領域を熱処理して形成する第2熱処理ステップと、
前記半導体基板の後面に形成された第1導電型領域に第1電極を形成し、前記第2導電型領域に第2電極を形成する電極形成ステップとをさらに含んでなる、〔1〕~〔9〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔11〕 前記第1熱処理ステップにおいて、前記半導体層の一部領域を熱処理して、前記半導体層の一部領域を前記第1導電型領域として形成する、〔10〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔12〕 前記前面テクスチャリングステップ以後、前記半導体基板の前面に前記半導体層に前記第1導電型領域を形成する熱処理ステップと、
前記半導体基板の前面に形成された前記第1導電型領域に第1電極を形成し、前記半導体基板の後面に形成された前記第2導電型領域に第2電極を形成する電極形成ステップとをさらに含んでなるものであり、
前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、不純物を含有した非晶質シリコン層及び/又は不純物を含有したポリシリコン層として形成され、第2導電型領域として形成されてなり、
前記半導体基板の前面には、前記第2導電型領域に含有した不純物と異なる不純物を含有した第1導電型領域が形成されてなるものである、〔1〕~〔9〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔13〕 太陽電池の製造方法であって、
2枚の半導体基板の前面を互いに重ねる重ねステップと、
前記2枚の半導体基板が互いに重なった状態で前記半導体基板の後面に同時に半導体層を蒸着させる半導体層の蒸着ステップと、
前記互いに重なった2枚の半導体基板を分離する分離ステップと、
前記エッチング防止膜形成ステップ以後、前記半導体基板の前面をテクスチャリング(texturing)する前面テクスチャリングステップと、
前記前面テクスチャリングステップ以後、熱処理して前記半導体基板の表面に第1導電性不純物が含まれた第1導電型領域と前記第1導電性不純物と異なる第2導電性不純物が含まれた第2導電型領域を形成する熱処理ステップと、
前記第1導電型領域に接続する第1電極を形成し、前記第2導電型領域に接続する第2電極を形成する電極形成ステップとを含んでなる、太陽電池の製造方法。
〔14〕 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、真性非晶質シリコン層、真性ポリシリコン層、不純物を含有した非晶質シリコン層、及び不純物を含有したポリシリコン層からなる群から選択される一又は二以上の層であり、
前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、前記半導体基板の後面と共に前記2枚の半導体基板が互いに重なった前面のエッジ領域まで蒸着される、〔13〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔15〕 前記前面テクスチャリングステップにおいて、前記半導体基板の前面は、反応性イオンエッチング法(RIE)又はウェットエッチング法の何れか一つの方法によりテクスチャリングされ、
前記前面テクスチャリングステップにより、前記半導体基板の前面にエッジ領域に形成された前記半導体層が除去され、
前記分離ステップにおいて、互いに重なって配置された前記2枚の半導体基板は、それぞれバラで分離されてなる、〔13〕又は〔14〕に記載の太陽電池の製造方法。
本発明の一例による太陽電池の製造方法は、2枚の半導体基板の前面を互いに重なった状態で反対面である後面に同時に半導体層を蒸着させることによって、太陽電池の量産性を従来と比較して2倍にさらに確保することができる。
なお、2枚の半導体基板の後面に半導体層を蒸着した以後、各半導体基板の前面をテクスチャリング処理して、太陽電池の効率を適正に維持できる。
図1は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の一例を説明するための図である。 図2は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の一例を説明するための図である。 図3は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の一例を説明するための図である。 図4は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図5は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図6は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図7は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図8Aは、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図8Bは、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図9は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図10は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図11は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図12は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図13は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図14は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図15は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図16は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図17は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図18は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の他の一例を説明するための図である。 図19は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の他の一例を説明するための図である。 図20は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図21は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図22は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図23は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図24は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図25は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。 図26は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。
以下、添付した図面を参考にして、本発明の実施の形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかしながら、本発明は、色々な相異なる形態により具現化されることができ、ここで説明する実施の形態に限定されない。そして、図面において本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書全体にわたって類似の部分に対しては、類似の図面符号を付している。
図面において複数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分「上に」あるとするとき、これは他の部分「真上に」ある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。これと反対に、ある部分が他の部分の「真上に」あるとするときには、中間に他の部分がないことを意味する。また、ある部分が他の部分上に「全体的」に形成されているとするときには、他の部分の全体面に形成されていることだけでなく、エッジの一部には形成されないことを意味する。
以下、前面とは、直射光が入射される半導体基板の一面でありえ、後面とは、直射光が入射されないか、または直射光でない反射光が入射されうる半導体基板の反対面でありうる。
なお、以下、セルストリングとは、複数の太陽電池が互いに直列接続した構造または形態を意味する。
また、ある構成部分の厚さまたは幅が異なる構成部分の厚さまたは幅と同一であるという意味は、工程誤差を含んで、10%の範囲内で同一であることを意味する。
図1ないし図3は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の一例を説明するための図であって、図1は、太陽電池の一例を示す一部斜視図であり、図2は、図1に示す太陽電池の第1方向x断面を示す図であり、図3は、半導体基板110の後面に形成された第1、2電極のパターンを示す図である。
図1及び図2に示すように、本発明による太陽電池の一例は、反射防止膜130、半導体基板110、保護膜180、第1導電型領域121、第2導電型領域172、真性半導体部150、パッシべーション層190、複数の第1電極141及び複数の第2電極142を具備できる。
ここで、反射防止膜130及びパッシベーション層190は省略されうるが、備えられた場合、太陽電池の効率がさらに向上するので、以下では、備えられた場合を一例として説明する。
半導体基板110は、第1導電性タイプまたは第2導電性タイプの不純物がドーピングされる単結晶シリコン、多結晶シリコンのうち、少なくともいずれか一つで形成されることができる。一例として、半導体基板110は、単結晶シリコンウエハで形成されることができる。
ここで、半導体基板110に含まれた第1導電性タイプの不純物または第2導電性タイプの不純物は、n型またはp型導電性タイプのうち、いずれか一つでありうる。
半導体基板110がp型の導電性タイプを有する場合、ホウ素(B)、ガリウム、インジウムなどのような3価元素の不純物が半導体基板110にドーピング(doping)される。しかしながら、半導体基板110がn型の導電性タイプを有する場合、燐(P)、砒素(As)、アンチモン(Sb)などのように5価元素の不純物が半導体基板110にドーピングされることができる。
以下、このような半導体基板110に含まれた不純物が第2導電性タイプの不純物で、n型である場合を一例として説明する。しかし、必ずこれに限定されるものではない。
これによって、半導体基板110の前面から反射される光の量が減少して、半導体基板110の内部に入射される光の量が増加できる。
反射防止膜130は、外部から半導体基板110の前面に入射される光の反射を最小化するために、半導体基板110の前面上に位置し、アルミニウム酸化膜(AlOx)、シリコン窒化膜(SiNx)、シリコン酸化膜(SiOx)及びシリコン酸化窒化膜(SiOxNy)のうち、少なくとも一つで形成されることができる。
保護膜180は、半導体基板110の後面全体に直接接触して配置され、誘電体材質を含むことができる。したがって、保護膜180は、図1及び図2に示すように、半導体基板110から生成されるキャリヤを通過させることができる。
このような保護膜180は、半導体基板110から生成されたキャリヤを通過させ、半導体基板110の後面に対するパッシベーション機能を行うことができる。
なお、保護膜180は、SiON、SiNx、SiCxまたはSiOx材質で形成されることができ、0.5nm~5nmの範囲の厚さを有することができる。
第1導電型領域121は、図1及び図2に示すように、半導体基板110の後面に配置されるものの、一例として、保護膜180の後面の一部に直接接触して配置されることができる。
なお、このような第1導電型領域121は、半導体基板110の後面に第2方向yに長く配置され、第2導電性タイプと反対である第1導電性タイプを有する多結晶シリコン材質で形成されることができる。
ここで、第1導電型領域121は、第1導電性タイプの不純物がドーピングされることができ、半導体基板110に含まれた不純物が第2導電性タイプの不純物である場合、第1導電型領域121は、保護膜180を間に置いて半導体基板110とp-n接合を形成できる。
各第1導電型領域121は、半導体基板110とp-n接合を形成するので、第1導電型領域121は、p型の導電性タイプを有することができ、複数の第1導電型領域121がp型の導電性タイプを有する場合、第1導電型領域121には、3価元素の不純物がドーピングされることができる。
第2導電型領域171、172は、第2導電性タイプの不純物が半導体基板110より高濃度でドーピングされる領域であって、半導体基板110の前面及び半導体基板110の後面に位置できる。
ここで、半導体基板110の後面に位置した第2導電型領域172は、半導体基板110の後面に第1導電型領域121に並んでいる第2方向yに長く伸びて配置され、一例として保護膜180の後面のうち、前述の第1導電型領域121の各々と離隔された一部領域に直接接触して形成されることができ、多結晶シリコン材質で形成されることができる。
なお、半導体基板110の前面に位置した第2導電型領域171は、半導体基板110の前面の全体領域に位置でき、半導体基板110の前面に不純物がドーピングされて形成されるので、半導体基板110と同じ材質のシリコンで形成されることができる。
一例として、半導体基板110が単結晶シリコン材質で形成される場合、半導体基板110の前面に位置した第2導電型領域171は、単結晶シリコン材質で形成されることができ、半導体基板110が多結晶シリコン材質で形成される場合、半導体基板110の前面に位置した第2導電型領域171も多結晶シリコン材質で形成されることができる。
このような第2導電型領域171、172は、第2導電性タイプの不純物が半導体基板110より高濃度でドーピングされるシリコン材質で形成されることができる。したがって、例えば、半導体基板110が第2導電性タイプの不純物であるn型タイプの不純物でドーピングされる場合、第2導電型領域171、172は、n+の不純物領域でありうる。
このような第2導電型領域172は、半導体基板110と第2導電型領域172との不純物濃度差による電位障壁により電子の移動方向である第2導電型領域172方向への正孔移動を妨害する反面、第2導電型領域172方向へのキャリヤ(例、電子)移動を容易にすることができる。
よって、第2導電型領域171、172及びその付近または第1、2電極200で電子と正孔の再結合で損失される電荷の量を減少させ、電子移動を加速化させて第2導電型領域172への電子移動量を増加させることができる。
いままでの図1ないし図2では、半導体基板110が第2導電性タイプの不純物である場合を一例として説明しながら、第1導電型領域121がエミッター部として機能し、半導体基板110の前面に位置した第2導電型領域171は、前面電界部として機能し、半導体基板110の後面に位置した第2導電型領域172は、後面電界部として機能する場合を一例として説明した。
しかしながら、これとは異なり、半導体基板110が第1導電性タイプの不純物を含有する場合、第1導電型領域121が後面電界部として機能し、第2導電型領域171、172がエミッタ部として機能することができる。
なお、ここの図1及び図2では、第1導電型領域121と第2導電型領域172が保護膜180の後面に多結晶シリコン材質で形成された場合を一例として説明した。
真性半導体部150は、図1ないし図2に示すように、第1導電型領域121と第2導電型領域172との間に露出した保護膜180の後面に形成されることができ、このような真性半導体部150は、第1導電型領域121及び第2導電型領域172と異なり、第1導電性タイプの不純物または第2導電性タイプの不純物がドーピングされない真性多結晶半導体層で形成されることができる。
なお、図1及び図2に示すように、真性半導体部150の両側面の各々は、第1導電型領域121の側面及び第2導電型領域172の側面に直接接触される構造を有することができる。
パッシべーション層190は、第1導電型領域121、第2導電型領域172及び真性半導体部150に形成される多結晶シリコン材質の層の後面に形成されたダングリングボンド(dangling bond)による欠陥を除去して、半導体基板110から生成されたキャリヤがダングリングボンド(dangling bond)により再結合されて消滅するのを防止する役割をすることができる。
複数の第1電極141は、図3に示すように、第1導電型領域121に接続し、第2方向yに長く伸びて形成されることができる。このような、第1電極141は、第1導電型領域121側に移動したキャリヤ、例えば正孔を収集できる。
複数の第2電極142は、第2導電型領域172に接続し、第1電極141と並列して第2方向yに長く伸びて形成されることができる。このような、第2電極142は、第2導電型領域172側に移動したキャリヤ、例えば、電子を収集できる。
このような第1電極141と第2電極142は、第2方向yに長く形成され、第1方向xに離隔されることができる。なお、図3に示すように、第1電極141と第2電極142は、第1方向xに交番して配置されることができる。
このような構造で製造された本発明による太陽電池において第1電極141を介して収集された正孔と第2電極142を介して収集された電子は、外部の回路装置を介して外部装置の電力として利用されることができる。
本発明による太陽電池モジュールに適用された太陽電池は、必ず図1及び図3に示す後面接合太陽電池だけに限定せず、太陽電池に備えられる第1、2電極200が半導体基板110の後面にだけ形成される点を除いて、他の構成要素はいくらでも変更が可能である。
例えば、本発明の太陽電池モジュールには、第1電極141の一部及び第1導電型領域121が半導体基板110の前面に位置し、第1電極141の一部が半導体基板110に形成されたホールを介して半導体基板110の後面に形成された第1電極141の残りの一部と接続するMWTタイプの太陽電池も適用が可能である。
一方、このような太陽電池を製造する本発明の一例による太陽電池の製造方法は、以下のとおりである。
図4ないし図17は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。
ここで、図4は、本発明の一例による太陽電池の製造方法を説明するためのフローチャートで、図5ないし図17は、図4に記載された各ステップを説明するための図である。
図4のように、本発明の一例による太陽電池の製造方法は、少なくとも重ねステップ(S2)、半導体層の蒸着ステップ(S4)、分離ステップ(S5)及び前面テクスチャリングステップ(S8)を含み、これに加えて、ソーダメージ(saw damage)エッチングステップ(S1)、保護膜形成ステップ(S3)、第1熱処理ステップ(S6)、エッチング防止膜形成ステップ(S7)、エッチング防止膜パターニングステップ(S9)、第2熱処理ステップ(S10)、エッチング防止膜除去ステップ(S11)、パッシべーション層形成ステップ(S12)及び電極形成ステップ(S13)をさらに含むことができる。
ここで、ソーダメージエッチングステップ(S1)、保護膜形成ステップ(S3)、第1熱処理ステップ(S6)、エッチング防止膜形成ステップ(S7)、エッチング防止膜パターニングステップ(S9)、第2熱処理ステップ(S10)、エッチング防止膜除去ステップ(S11)、パッシべーション層形成ステップ(S12)は、太陽電池の電極構造または熱処理方法によって異なって変形しするか、または省略されることができる。
以下、図1ないし図3に示す後面コンタクト太陽電池を製造するための太陽電池の製造方法の一例として、ソーダメージエッチングステップ(S1)、保護膜形成ステップ(S3)、第1熱処理ステップ(S6)、エッチング防止膜形成ステップ(S7)、エッチング防止膜パターニングステップ(S9)、第2熱処理ステップ(S10)、エッチング防止膜除去ステップ(S11)、パッシべーション層形成ステップ(S12)及び電極形成ステップ(S13)が含まれた場合を一例として説明する。
ソーダメージエッチングステップ(S1)では、インゴットをカットしたシリコンウエハの表面に生成された欠陥を除去するために、化学的な方法で半導体基板110の各々の表面をエッチングできる。
このとき、エッチング溶液として水酸化カリウム(KOH)溶液などを使用して、基板10の表面を全体的に一定深さだけエッチングした後、DIW(Deionized Water)などを使用して洗浄できる。
このように、ソーダメージエッチングステップ(S1)が完了した後、重ねステップ(S2)が行われることができる。
重ねステップ(S2)では、2枚の半導体基板110の前面を互いに重ねることができる。さらに詳細に、図5に示すように、重ねステップ(S2)では、2枚の半導体基板110は、前面が互いに接するように一つのスロット510に配置されることができる。
このように、重ねステップ(S2)において、2枚の半導体基板110の前面が互いに接するように一つのスロット510に配置された状態で、保護膜180及び半導体層150を蒸着させる蒸着装置500内に進入できる。
ここで、一つのスロット510に配置された2枚の半導体基板110がスロット510の垂直な面となす角度は1゜より大きく5゜より小さくありうる。
このように、一つのスロット510に2枚の半導体基板110が互いに接するように重なった状態で保護膜形成ステップ(S3)と半導体層の蒸着ステップ(S4)が行われることができる。
ここで、保護膜形成ステップ(S3)は一例として、互いに重なった2枚の半導体基板110を炉内にローディングした状態で、500℃~600℃の範囲内で熱処理しながら炉内の酸素と反応して、互いに重なった2枚の半導体基板110の表面に保護膜180を形成する熱酸化(thermal oxidation)工程を利用するか、または酸素成分が含まれた水溶液に互いに重なった2枚の半導体基板110を浸水させて、互いに重なった2枚の半導体基板110の表面に保護膜180を形成するウェット(wet)工程を利用して行われることができる。
なお、半導体層の蒸着ステップ(S4)は、低圧化学気相蒸着装置(LPCVD)500により行われることができる。
保護膜形成ステップ(S3)では、2枚の半導体基板110が互いに重なった状態で前面の反対面である後面全体に保護膜180が図6に示すように蒸着されることができる。
ここで、蒸着される保護膜180の材質は、SiON、SiNx、SiCxまたはSiOxのうち、いずれか一つでありうる。
このとき、図6に示すように、保護膜180は、2枚の半導体基板110のそれぞれの後面全体に同時に蒸着されることができ、各半導体基板110の後面だけでなく側面まで蒸着されることができる。
なお、保護膜形成ステップ(S3)において、蒸着される保護膜180は、半導体基板110の後面と共に2枚の半導体基板110が互いに重なった前面のエッジ領域まで蒸着されることができる。
これは、一つのスロット510に2枚の半導体基板110を重なって配置しても、保護膜形成ステップ(S3)と半導体層の蒸着ステップ(S4)のうち、2枚の半導体基板110の間に微細な隙間が形成されることができ、これによって、各半導体基板110の前面エッジ領域に一部保護膜180が形成されることができる。
このような微細な隙間は、半導体基板110に保護膜180が形成されるとき、500℃~600℃程度の熱処理も共に行われながら、半導体基板110の後面全体面に保護膜180が主に形成されることができる。
このとき、互いに重なった2枚の半導体基板110のそれぞれは、熱膨張ストレスを受けるようになって、図6に示すように、保護膜180が主に形成される半導体基板110の後面方向に、半導体基板110のエッジが浮き上がりながら、互いに重なった2枚の半導体基板のエッジに微細な隙間が形成されることができる。
このとき、互いに重なった2枚の半導体基板110の表面に保護膜180は0.5nm~5nmの範囲の厚さに蒸着されることができる。
以上、本発明において保護膜形成ステップ(S3)が備えられた場合を一例として説明したが、このような保護膜形成ステップ(S3)は省略されても良い。このような場合、図1及び図2に示す太陽電池において保護膜180が省略され、第1導電型領域121、第2導電型領域172、真性半導体部150が半導体基板110の後面上に直接接触して形成されることができる。
以後、半導体層の蒸着ステップ(S4)において、図7に示すように、2枚の半導体基板110が互いに重なった状態で半導体基板110の後面に形成された保護膜180上に全体的に半導体層150を蒸着できる。
よって、半導体層の蒸着ステップ(S4)では、各半導体基板110の後面上に同時に半導体層150が蒸着されることができ、合わせて、半導体層150は、各半導体基板110の後面だけでなく、各半導体基板110の側面及び各半導体基板110の前面エッジ領域まで一部が蒸着されることができる。
このような半導体層の蒸着ステップ(S4)において、蒸着される半導体層150は、真性非晶質シリコン層、真性ポリシリコン層、不純物の含まれた非晶質シリコン層または不純物の含まれたポリシリコン層のうち、少なくとも一つでありうる。
一例として、図1ないし図3に示すように、後面接合太陽電池を製造しようとする場合、半導体層の蒸着ステップ(S4)において、蒸着される半導体層150は、真性非晶質シリコン層または真性ポリシリコン層のうち、少なくとも一つでありうる。
なお、一例として半導体層の蒸着ステップ(S4)において、蒸着される半導体層150が非晶質シリコン層150である場合、非晶質シリコン層150は、以後の第1熱処理ステップ(S6)または第2熱処理ステップ(S10)において、再結晶化されることができる。
このような半導体層の蒸着ステップ(S4)において、蒸着される半導体層150の厚さは、250nm~450nmの範囲でありうる。
半導体層の蒸着ステップ(S4)以後、互いに重なった2枚の半導体基板110を分離する分離ステップ(S5)が行われることができる。すなわち、分離ステップ(S5)において、一つのスロット510に重なって配置された2枚の半導体基板110は、別のエッチング液または装置(器具)を使用せずに各々バラで簡単に分離する分離ステップ(S5)が行われることができる。
このような分離ステップ(S5)は、真空吸込装置(図示せず)を利用して簡単に互いに重なった2枚の半導体基板を各々バラで簡単に分離できる。
さらに詳細に、分離ステップ(S5)では、真空吸込装置が分離互いに重なった2枚の半導体基板110のうちのいずれか一つの半導体基板110を吸込しながら、2枚の半導体基板110が互いに重なった方向と垂直な方向(基板の厚さ方向)に一つの半導体基板110を持ち上げて、互いに重なった2枚の半導体基板110を各々バラではがすことができる。
このように、分離ステップ(S5)において、互いに重なった2枚の半導体基板110がバラで分離された以後、第1熱処理ステップ(S6)が行われることができる。
このような第1熱処理ステップ(S6)では、半導体基板110の後面領域に位置する半導体層150のうち、一部領域S1を熱処理して、不純物を含有する第1導電型領域121を形成できる。
さらに詳細に、第1熱処理ステップ(S6)では、第1導電型領域121を形成するために、図8A及び図8Bに示すように、第1導電性タイプの不純物を含むドーパント層DPLを半導体層150の一部領域S1にパターニングして形成できる。
ここで、ドーパント層DPLを半導体層150の一部領域S1にパターニングする方法には、リソグラフィ法(lithography)、印刷法などが利用されることができる。
ここで、ドーパント層DPLは、p型不純物を含有するBSG(borosilicate glass)またはn型不純物を含有するPSG(Phosphosilicate glasses)でありうる。
ここで、各々のドーパント層DPLは、図8Bに示すように、半導体層150上にいずれか一方向に長くパターニングされることができ、このように、半導体層150の一部領域S1にドーパント層DPLが形成された状態で、図9に示すように、半導体層150の一部領域S1をレーザLBを利用して選択的に熱処理して、半導体層150の一部領域S1を第1導電型領域121として形成できる。
ここで、一例として、半導体層150の一部領域S1に形成された第1導電型領域121は、エミッタ部として機能することができる。
このように、半導体層150の一部領域S1に第1導電型領域121が形成された以後、図10に示すように、ドーパント層DPLは除去されることができる。
しかしながら、第1導電型領域121として形成する方法は、前述の方法に限定されるものではなく、様々な他の方法が利用されることもできる。
一例として、不純物が含まれたドーパント層DPLを半導体層150上にパターニングして形成することでなく、全体的に形成した後、レーザLBのような選択的照射装置を利用して、半導体層150の一部領域S1を選択的に照射して、半導体層150の一部領域S1を第1導電型領域121として形成した後、不純物が含まれたドーパント層DPLを除去することも可能である。
以後、エッチング防止膜形成ステップ(S7)において、、図11に示すように、半導体基板110の後面に形成された第1導電型領域121と半導体層150上にエッチング防止膜AELを形成できる。
本発明の一例では、エッチング防止膜AELが形成される場合を一例として説明するが、これは必ず必要なものではなく、前面テクスチャリングステップ(S8)のエッチング方法または前面テクスチャリングステップ(S8)に使用されるエッチング装置(器具)に応じて、エッチング防止膜形成ステップ(S7)は省略されることができる。
このようなエッチング防止膜形成ステップ(S7)以後、半導体基板110の前面をテクスチャリング(texturing)する前面テクスチャリングステップ(S8)が行われることができる。
このような前面テクスチャリングステップ(S8)は、ウェットエッチングまたはドライエッチングで行われることができる。
ウェットエッチングが利用される場合、一例として、KOH、NAOH、OH-系の化学物質を利用するアルカリエッチングまたはCHCOO3、HNO3、HFなどを利用した酸系エッチングが利用されることができる。
なお、ドライエッチングが利用される場合、一例として、NF3、SF6、F-系ガスを利用するプラズマエッチングまたは反応性イオンエッチング法(RIE)が利用されることができる。ここで、仮にドライエッチングが利用される場合、エッチング防止膜形成ステップ(S7)が省略されることもできる。
このような前面テクスチャリングステップ(S8)により半導体基板110の前面には、図12に示すようにテクスチャリング凹凸が形成されることができる。
このような前面テクスチャリングステップ(S8)において、半導体基板110の前面がエッチングされる深さは、100nm~5μmの範囲でありえ、さらに具体的な一例として、前面テクスチャリングステップ(S8)において、半導体基板110の前面がエッチングされる深さは、半導体層の蒸着ステップ(S4)において、蒸着される半導体層150の厚さの略8倍から12倍程度である2μm~5μmの範囲でありうる。
よって、このような前面テクスチャリングステップ(S8)により図12に示すように、半導体基板110の側面及び前面にエッジ領域に形成された半導体層150及び保護膜180が共に除去されることができる。
以後、図13に示すように、レーザを利用してエッチング防止膜AELの一部領域S2を除去するエッチング防止膜パターニングステップ(S9)が行われることができる。
ここで、エッチング防止膜AELの一部領域S1は、図13に示すように、半導体層150の一部領域S1(または、第1導電型領域121が位置する領域S1)を除いた残りの領域S2上に位置するエッチング防止膜AELの部分を意味する。
このようなエッチング防止膜パターニングステップ(S9)以後、第2熱処理ステップ(S10)が行われることができる。第2熱処理ステップ(S10)では、図14に示すように、半導体基板110が炉装置600内にDrive-inされて半導体基板110が全体的に熱処理されることができる。
このような炉装置600は、第2熱処理ステップ(S10)が行われる時に、炉装置600内にN2、O2、H2O、H2などのガスと共に、不純物ガスであるBBr3ガスまたはPOCL3ガスが共に注入されて、800℃ないし1200℃の範囲で熱処理されることができる。
ここで、一例として、第1熱処理ステップ(S6)において、形成される第1導電性領域がホウ素(B)を含有する場合、第2熱処理ステップ(S10)では、不純物ガスとしてPOCL3ガスが注入されることができ、反対に第1熱処理ステップ(S6)において、形成される第1導電性領域が燐(P)を含有する場合、第2熱処理ステップ(S10)では、不純物ガスとしてBBr3ガスが注入されることができる。
このような第2熱処理ステップ(S10)により、半導体基板110の前面全体領域には、第1導電型領域121に含まれた不純物と反対である不純物を含有する第2導電型領域172が形成されることができる。
なお、これと同時に、半導体基板110の後面に形成された半導体層150のうち、一部領域S1を除いた残りの領域S2、すなわちエッチング防止膜パターニングステップ(S9)によりエッチング防止膜AELが除去されて露出する半導体層150の残りの領域S2に第2導電型領域172が共に形成されることができる。
これにより、一例として、半導体基板110の前面全体領域に形成された第2導電型領域172は、前面電界部としての機能を果たすことができ、半導体基板110の後面に形成された半導体層150のうち、残りの領域に形成された第2導電型領域172は、後面電界部としての機能を果たすことができる。
以後、図15に示すように、半導体基板110の後面に形成されたエッチング防止膜AELを完全に除去するエッチング防止膜除去ステップ(S11)が行われることができる。
このようなエッチング防止膜除去ステップ(S11)は、一例として、KOH溶液を利用して行われることができる。
以後、半導体基板110の前面及び後面に全体的にパッシべーション層190を形成するパッシべーション層形成ステップ(S12)が行われることができる。
さらに詳細に、パッシべーション層形成ステップ(S12)では、半導体基板110の後面に全体的に後面パッシべーション層190を形成し、半導体基板110の前面に全体的に前面パッシべーション層130を形成できる。
ここで、前面パッシべーション層130は、図1ないし図3において説明した反射防止膜130として機能することができる。
以後、半導体基板110の後面に形成された第1導電型領域121に第1電極141を形成し、第2導電型領域172に第2電極142を形成する電極形成ステップ(S13)が行われることができる。
これにより、図1ないし図3において、説明した太陽電池を製造できる。
このような太陽電池の製造方法の一例は、半導体基板110の後面に保護膜180と半導体層150が蒸着されて形成される太陽電池を形成するにおいて、2枚の半導体基板110を互いに重なった状態で保護膜180と半導体層150を蒸着することで、太陽電池の量産性を大きく増加させることができる。
なお、2枚の半導体基板110の後面に半導体層150を蒸着した以後、各半導体基板110の前面をテクスチャリング処理して、半導体基板110の前面エッジ領域に一部形成された半導体層150を完全に除去することで、太陽電池の効率を良好に維持できる。
今までは、本発明による太陽電池の製造方法を利用して後面接合太陽電池を製造する場合を説明したが、このような本発明による太陽電池の製造方法は、半導体基板110の前面と後面の各々に電極が位置する太陽電池にも適用されることができる。
以下、電極が太陽電池の前面及び後面に位置する太陽電池に本発明による太陽電池の製造方法が適用される一例について説明する。
図18ないし図19は、本発明による太陽電池の製造方法によって製造される太陽電池の他の一例及び変形例を説明するための図であって、図18は、太陽電池の他の一例を説明するための図であり、図19は、図18に示す太陽電池の変形例を説明するための図である。
図18に示すように、他の一例による太陽電池は、半導体基板110、第1導電型領域120、反射防止膜130、第2導電型領域170、パッシベーション膜190、第1電極141’及び第2電極142’を含むことができる。
なお、図19に示すように、変形例による太陽電池は、半導体基板110、第1導電型領域120、反射防止膜130、保護膜180、第2導電型領域170、パッシベーション膜190、第1電極141’及び第2電極142’を含むことができる。すなわち、変形例による太陽電池は、保護膜180をさらに具備できる。
図18及び図19では、本発明による太陽電池が反射防止膜130を含むことを一例として示したが、本発明は、これと異なって反射防止膜130が省略されても良い。しかしながら、太陽電池の効率を考慮したとき、反射防止膜130が含まれることがより効率的であるから、反射防止膜130が含まれることを一例として説明する。
なお、以下、以前の図1ないし図17において、説明したことと同じ内容については、具体的な説明を省略し、他の部分を中心に説明する。
図18及び図19に示すように、他の一例及び変形例による太陽電池は一例として、半導体基板110の前面に第1導電型領域120、前面パッシべーション層190及び第1電極141’が位置し、半導体基板110の後面上には、図18に示すように、第2導電型領域170、後面パッシべーション層190及び第2電極142’が位置し、図19に示すように、半導体基板110の後面上には、保護膜180、第2導電型領域170、後面パッシべーション層190及び第2電極142’が位置できる。
ここで、第2導電型領域170は、保護膜180上に全体的に半導体層150が蒸着されて形成されることができる。
ここで、一例として、第1導電型領域120は、半導体基板110の前面に全体的に形成されて、エミッタ部として機能することができ、第2導電型領域170は、半導体基板110の後面に全体的に形成されて、後面電界部として機能することができる。
なお、第1電極141’は、半導体基板110の前面に位置した第1導電型領域120に接続され、第2電極142’は、半導体基板110の後面に位置した第2導電型領域170に接続されることができる。
このような他の一例及び変形例による太陽電池を製造する方法は、次のとおりである。
図20ないし図26は、本発明の変形例による太陽電池の製造方法を説明するための図である。
なお、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法は、変形例に対する製造方法において保護膜形成ステップ(S3)だけが省略され、残りのステップは、変形例に対する製造方法と同様に適用されることができる。
よって、以下、説明の便宜上、変形例による太陽電池の製造方法を基本的に説明する。
ここで、図20は、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法を説明するためのフローチャートで、図21ないし図26は、図20に記載された各ステップを説明するための図である。
図20に記載されたように、本発明の他の一例による太陽電池の製造方法は、少なくとも重ねステップ(S2)、保護膜形成ステップ(S3)、半導体層の蒸着ステップ(S4’)、分離ステップ(S5)及び前面テクスチャリングステップ(S8)を含み、これに加えて、ソーダメージエッチングステップ(S1)、エッチング防止膜形成ステップ(S7)、熱処理ステップ(S10’)、エッチング防止膜除去ステップ(S11)、パッシべーション層形成ステップ(S12)及び電極形成ステップ(S13’)をさらに含むことができる。
ここで、ソーダメージエッチングステップ(S1)、エッチング防止膜形成ステップ(S7)、熱処理ステップ(S10’)、エッチング防止膜除去ステップ(S11)及びパッシべーション層形成ステップ(S12)は、場合によって省略できるが、備えられた場合、太陽電池の効率をより向上させることができるから、備えられた場合を一例として説明する。
なお、以下、図4ないし図17において、説明した内容と同一または重なる部分についての説明は省略し、他の部分を中心に説明する。
図20のフローチャートにおいて、ソーダメージエッチングステップ(S1)、重ねステップ(S2)、保護膜形成ステップ(S3)及び分離ステップ(S5)は、図4ないし図17において、説明した内容と同一であるから省略する。
なお、半導体層の蒸着ステップ(S4’)では、低圧化学気相蒸着装置(LPCVD)500により蒸着される半導体層170は、不純物の含まれた非晶質シリコン層または不純物の含まれたポリシリコン層のうち、少なくとも一つでありうる。
よって、半導体層の蒸着ステップ(S4’)において互いに重なった2枚の半導体基板110の表面に形成される半導体層170は、不純物のドーピングされた非晶質シリコン層(a-Si)または不純物のドーピングされたポリシリコン層(poly-Si)のうち、少なくとも一つでありうる。
または、これとは異なり、半導体層の蒸着ステップ(S4’)において、形成される半導体層170は、不純物のドーピングされない非晶質シリコン層(a-Si)またはポリシリコン層(poly-Si)がまず形成された以後、後に不純物がドーピングされることもできる。
なお、半導体層の蒸着ステップ(S4’)以後、分離ステップ(S5)が行われて、図21に示すように、半導体基板110の後面及び側面にも半導体層170が形成されることができる。
このように不純物の含まれた半導体層170は、第1導電性タイプの不純物または第2導電性タイプの不純物を含有し、一例として、図18及び図19に示す第2導電型領域170として形成されることができる。
このような半導体層の蒸着ステップ(S4’)以後、エッチング防止膜形成ステップ(S7)と前面テクスチャリングステップ(S8)が順次に行われて、図22に示すように、半導体基板110の後面にエッチング防止膜AELが形成され、半導体基板110の前面には、テクスチャリング凹凸が形成されることができる。
以後、半導体基板110が炉600で熱処理される熱処理ステップ(S10’)が行われることができる。
このような熱処理ステップ(S10’)では、半導体基板110が炉600で熱処理されるとき、図23に示すように、炉600内に半導体層170に含まれた導電性タイプの不純物と反対である導電性タイプの不純物ガスが半導体基板110の前面に広がって、第1導電型領域120が形成されることができる。
なお、熱処理ステップ(S10’)において、不純物ガスが半導体基板110の前面に広がると同時に、半導体基板110の後面に形成された半導体層170に含まれた不純物が活性化(activation)されて第2導電型領域170が形成されることができる。
以後、エッチング防止膜除去ステップ(S11)において、半導体基板110の後面に形成されたエッチング防止膜AELは除去されることができる。
以後、パッシべーション層形成ステップ(S12)が行われて、半導体基板110の後面に全体的に後面パッシべーション層190を形成し、半導体基板110の前面に全体的に前面パッシべーション層190を形成できる。ここで、前面パッシべーション層190は、図18ないし図19において、説明した反射防止膜130として機能することができる。
以後、半導体基板110の前面に形成された第1導電型領域120に第1電極141’を形成し、半導体基板110の後面に形成された第2導電型領域170に第2電極142’を形成する電極形成ステップ(S13’)が行われることができる。
これにより、図18ないし図19において、説明した太陽電池を製造できる。
このような太陽電池の製造方法の一例は、半導体基板110の後面に保護膜180と半導体層170が蒸着されて形成される太陽電池を形成するにおいて、2枚の半導体基板110を互いに重なった状態で保護膜180と半導体層170を蒸着することによって、太陽電池の量産性を大きく増加させることができる。
なお、2枚の半導体基板110の後面に半導体層170を蒸着した以後、各半導体基板110の前面をテクスチャリング処理して、半導体基板110の前面エッジ領域に一部形成された半導体層170を完全に除去することで、太陽電池の効率を良好に維持できる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求の範囲において定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた、本発明の権利範囲に属するものである。

Claims (15)

  1. 太陽電池の製造方法であって、
    2枚の半導体基板の前面を互いに重ねる重ねステップと、
    前記2枚の半導体基板が互いに重なった状態で前記半導体基板の後面に同時に半導体層を蒸着させる半導体層の蒸着ステップと、
    前記互いに重なった2枚の半導体基板を分離する分離ステップと、
    エッチング防止膜形成ステップ以後、前記半導体基板の前面をテクスチャリング(texturing)する前面テクスチャリングステップと、を含んでなり、
    前記重ねステップにおいて、前記2枚の半導体基板の前面が互いに接するようにするために、前記2枚の半導体基板を1つのスロットに配置し、
    前記1つのスロットに配置された前記2枚の半導体基板と前記スロットの垂直面間に1度より大きく5度より小さい角度が維持されるように前記2枚の半導体基板を配置
    前記分離ステップにおいて、真空吸込装置が前記互いに重なった2枚の半導体基板の内の何れか一つの半導体基板を吸込しながら、前記2枚の半導体基板が互いに重なり合う方向と垂直な方向に一つの半導体基板を持ち上げて、前記互いに重ね合わせた2枚の半導体基板をそれぞれ一枚に分離する 、太陽電池の製造方法。
  2. 前記重ねステップと前記半導体層の蒸着ステップとの間において、前記2枚の半導体基板が互いに重なった状態で前記前面の反対面である後面に同時に保護膜を形成する保護膜形成ステップを更に含んでなり、
    前記半導体層の蒸着ステップにおいて、前記半導体層は、前記互いに重なった2枚の半導体基板の後面に形成された前記保護膜上に同時に蒸着させるものである、請求項1に記載の太陽電池の製造方法。
  3. 前記重ねステップにおいて、前記2枚の半導体基板は、前面が互いに接するように一つのスロットに重なった状態で前記保護膜及び前記半導体層を蒸着させる蒸着装置内に進んでなるものであり、
    前記半導体層の蒸着ステップは、低圧化学気相蒸着装置(LPCVD)により行われる、請求項2に記載の太陽電池の製造方法。
  4. 前記分離ステップにおいて、前記一つのスロットに重なって配置された前記2枚の半導体基板は、各々それぞれに分離される、請求項3に記載の太陽電池の製造方法。
  5. 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、真性非晶質シリコン層、真性ポリシリコン層、不純物を含有した非晶質シリコン層及び不純物を含有したポリシリコン層からなる群から選択される一又は二以上の層である、請求項1~4の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  6. 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層の厚さは、250nm~450nmの範囲である、請求項1~5の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  7. 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、前記半導体基板の後面と共に前記2枚の半導体基板が互いに重なった前面のエッジ領域まで蒸着される、請求項1~6の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  8. 前記前面テクスチャリングステップにおいて、前記半導体基板の前面は、反応性イオンエッチング法(RIE)又はウェットエッチング法のうち、いずれか一つの方法によりテクスチャリングされ、
    前記前面テクスチャリングステップにより、前記半導体基板の前面にエッジ領域に形成された前記半導体層が除去され、
    前記前面テクスチャリングステップにおいて、前記半導体基板の前面がエッチングされる深さは、100nm~5μmの範囲である、請求項1~7の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  9. 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、不純物を含有した第1導電型領域又は前記第1導電型領域の不純物と異なる不純物を含有した第2導電型領域として形成されてなる、請求項1~8の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  10. 前記分離ステップと前記前面テクスチャリングステップとの間において、前記半導体基板の後面領域に位置する前記半導体層のうち一部領域を熱処理して、前記第1導電型領域を形成する第1熱処理ステップと、
    前記前面テクスチャリングステップ以後、前記半導体基板の前面全体領域と前記半導体基板の後面に形成された前記半導体層のうち、前記一部領域を除いた残部領域に前記第2導電型領域を熱処理して形成する第2熱処理ステップと、
    前記半導体基板の後面に形成された第1導電型領域に第1電極を形成し、前記第2導電型領域に第2電極を形成する電極形成ステップと、を更に含んでなる、請求項9に記載の太陽電池の製造方法。
  11. 前記第1熱処理ステップにおいて、前記半導体層の一部領域を熱処理して、前記半導体層の一部領域を前記第1導電型領域として形成する、請求項10に記載の太陽電池の製造方法。
  12. 前記前面テクスチャリングステップ以後、前記半導体基板の前面に前記半導体層に前記第1導電型領域を形成する熱処理ステップと、
    前記半導体基板の前面に形成された前記第1導電型領域に第1電極を形成し、前記半導体基板の後面に形成された前記第2導電型領域に第2電極を形成する電極形成ステップと、を更に含んでなるものであり、
    前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、不純物を含有した非晶質シリコン層及び/又は不純物を含有したポリシリコン層として形成され、第2導電型領域として形成されてなり、
    前記半導体基板の前面には、前記第2導電型領域に含有した不純物と異なる不純物を含有した第1導電型領域が形成されてなるものである、請求項9に記載の太陽電池の製造方法。
  13. 太陽電池の製造方法であって、
    2枚の半導体基板の前面を互いに重ねる重ねステップと、
    前記2枚の半導体基板が互いに重なった状態で前記半導体基板の後面に同時に半導体層を蒸着させる半導体層の蒸着ステップと、
    前記互いに重なった2枚の半導体基板を分離する分離ステップと、
    エッチング防止膜形成ステップ以後、前記半導体基板の前面をテクスチャリング(texturing)する前面テクスチャリングステップと、
    前記前面テクスチャリングステップ以後、熱処理して前記半導体基板の表面に第1導電性不純物が含まれた第1導電型領域と前記第1導電性不純物と異なる第2導電性不純物が含まれた第2導電型領域を形成する熱処理ステップと、
    前記第1導電型領域に接続する第1電極を形成し、前記第2導電型領域に接続する第2電極を形成する電極形成ステップと、を含んでなり、
    前記重ねステップにおいて、前記2枚の半導体基板の前面が互いに接するようにするために、前記2枚の半導体基板を1つのスロットに配置し、
    前記1つのスロットに配置された前記2枚の半導体基板と前記スロットの垂直面間に1度より大きく5度より小さい角度が維持されるように前記2枚の半導体基板を配置
    前記分離ステップにおいて、真空吸込装置が前記互いに重なった2枚の半導体基板の内の何れか一つの半導体基板を吸込しながら、前記2枚の半導体基板が互いに重なり合う方向と垂直な方向に一つの半導体基板を持ち上げて、前記互いに重ね合わせた2枚の半導体基板をそれぞれ一枚に分離する 、太陽電池の製造方法。
  14. 前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、真性非晶質シリコン層、真性ポリシリコン層、不純物を含有した非晶質シリコン層、及び不純物を含有したポリシリコン層からなる群から選択される一又は二以上の層であり、
    前記半導体層の蒸着ステップにおいて、蒸着される前記半導体層は、前記半導体基板の後面と共に前記2枚の半導体基板が互いに重なった前面のエッジ領域まで蒸着される、請求項13に記載の太陽電池の製造方法。
  15. 前記前面テクスチャリングステップにおいて、前記半導体基板の前面は、反応性イオンエッチング法(RIE)又はウェットエッチング法の何れか一つの方法によりテクスチャリングされ、
    前記前面テクスチャリングステップにより、前記半導体基板の前面にエッジ領域に形成された前記半導体層が除去され、
    前記分離ステップにおいて、互いに重なって配置された前記2枚の半導体基板は、それぞれバラで分離されてなる、請求項13又は14に記載の太陽電池の製造方法。

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018124394A1 (de) * 2018-10-02 2020-04-02 Hanwha Q Cells Gmbh Solarzellen-Herstellungsverfahren und Solarzelle
KR102660300B1 (ko) * 2019-01-21 2024-04-25 상라오 신위안 웨동 테크놀러지 디벨롭먼트 컴퍼니, 리미티드 태양 전지 제조 방법

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009021494A (ja) 2007-07-13 2009-01-29 Sharp Corp 太陽電池の製造方法
JP2009530833A (ja) 2006-03-17 2009-08-27 シリコン ジェネシス コーポレーション 太陽電池の製造方法および構造
JP2009238824A (ja) 2008-03-26 2009-10-15 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 半導体用電極の製造方法及びこれを用いた太陽電池
JP2011159783A (ja) 2010-02-01 2011-08-18 Sharp Corp 裏面電極型太陽電池の製造方法、裏面電極型太陽電池および裏面電極型太陽電池モジュール
JP2011222682A (ja) 2010-04-08 2011-11-04 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコン酸化膜の形成方法及び太陽電池の製造方法
US20120107997A1 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Young-Jin Kim Method of manufacturing solar cell
JP2013183160A (ja) 2012-03-02 2013-09-12 Samsung Sdi Co Ltd 太陽電池の製造方法、および太陽電池
JP2013222961A (ja) 2012-04-17 2013-10-28 Lg Electronics Inc 太陽電池及びその製造方法
JP2014504003A (ja) 2010-12-02 2014-02-13 サンパワー コーポレイション バックコンタクト型太陽電池のコンタクトの製造方法
CN104143589A (zh) 2014-08-01 2014-11-12 北京七星华创电子股份有限公司 一种太阳能电池的双面扩散方法
JP2014229640A (ja) 2013-05-20 2014-12-08 信越化学工業株式会社 太陽電池の製造方法
JP2015142132A (ja) 2014-01-29 2015-08-03 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池及びその製造方法
JP2016032115A (ja) 2014-07-28 2016-03-07 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池及びその製造方法
JP6188207B2 (ja) 2013-07-31 2017-08-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 シリンダ装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5680128A (en) * 1979-12-05 1981-07-01 Sumitomo Electric Ind Ltd Manufacture of thin film
JPH05235391A (ja) * 1991-03-07 1993-09-10 Mitsubishi Electric Corp 薄膜太陽電池及びその製造方法並びに半導体装置の製造方法
WO1993002468A1 (en) * 1991-07-16 1993-02-04 Seiko Epson Corporation Chemical vapor deposition apparatus, method of semiconductor film formation, and method of producing thin film semiconductor device
JP2639616B2 (ja) * 1993-03-12 1997-08-13 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体被膜形成方法
US5786027A (en) 1996-02-14 1998-07-28 Micron Technology, Inc. Method for depositing polysilicon with discontinuous grain boundaries
WO2009131587A1 (en) * 2008-04-25 2009-10-29 Innovalight, Inc. Junction formation on wafer substrates using group iv nanoparticles
US8242354B2 (en) 2008-12-04 2012-08-14 Sunpower Corporation Backside contact solar cell with formed polysilicon doped regions
US9842949B2 (en) * 2011-08-09 2017-12-12 Ob Realty, Llc High-efficiency solar photovoltaic cells and modules using thin crystalline semiconductor absorbers
HUP1100437A2 (en) * 2011-08-15 2013-02-28 Ecosolifer Ag Reaction chamber for producing semiconducting thin film formation on one
KR101918737B1 (ko) * 2012-03-19 2019-02-08 엘지전자 주식회사 태양 전지
US9214594B2 (en) * 2013-08-07 2015-12-15 Solaero Technologies Corp. Fabrication of solar cells with electrically conductive polyimide adhesive

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009530833A (ja) 2006-03-17 2009-08-27 シリコン ジェネシス コーポレーション 太陽電池の製造方法および構造
JP2009021494A (ja) 2007-07-13 2009-01-29 Sharp Corp 太陽電池の製造方法
JP2009238824A (ja) 2008-03-26 2009-10-15 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 半導体用電極の製造方法及びこれを用いた太陽電池
JP2011159783A (ja) 2010-02-01 2011-08-18 Sharp Corp 裏面電極型太陽電池の製造方法、裏面電極型太陽電池および裏面電極型太陽電池モジュール
JP2011222682A (ja) 2010-04-08 2011-11-04 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコン酸化膜の形成方法及び太陽電池の製造方法
US20120107997A1 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Young-Jin Kim Method of manufacturing solar cell
JP2014504003A (ja) 2010-12-02 2014-02-13 サンパワー コーポレイション バックコンタクト型太陽電池のコンタクトの製造方法
JP2013183160A (ja) 2012-03-02 2013-09-12 Samsung Sdi Co Ltd 太陽電池の製造方法、および太陽電池
JP2013222961A (ja) 2012-04-17 2013-10-28 Lg Electronics Inc 太陽電池及びその製造方法
JP2014229640A (ja) 2013-05-20 2014-12-08 信越化学工業株式会社 太陽電池の製造方法
JP6188207B2 (ja) 2013-07-31 2017-08-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 シリンダ装置
JP2015142132A (ja) 2014-01-29 2015-08-03 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池及びその製造方法
JP2016032115A (ja) 2014-07-28 2016-03-07 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池及びその製造方法
CN104143589A (zh) 2014-08-01 2014-11-12 北京七星华创电子股份有限公司 一种太阳能电池的双面扩散方法

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